l corso si aprirà con l’analisi del DNA polimorfico, approfondendo la sua composizione chimica (basi azotate, zuccheri e scheletro fosfodiesterico) e la struttura del DNA B. Saranno inoltre trattate le conformazioni alternative del DNA, la topologia del DNA, i fenomeni di avvolgimento e svolgimento, il numero di legame (linking number) e il ruolo delle topoisomerasi.

Seguirà lo studio del Codice Genetico: decodifica, struttura e funzione.
Si affronteranno poi i meccanismi di replicazione del DNA nei procarioti e negli eucarioti, e i processi di trascrizione, con particolare attenzione alla trascrizione nei batteri (macchinario trascrizionale e segnali di posizionamento della RNA polimerasi) e alla regolazione trascrizionale nei procarioti (attivazione, repressione, struttura e funzione degli operoni).

La seconda parte del corso sarà dedicata alla trascrizione negli eucarioti: macchinario trascrizionale, segnali di posizionamento della RNA polimerasi, fattori di trascrizione e regolazione dell'espressione genica. Verrà analizzata l’interazione DNA-proteina.

Ampio spazio sarà riservato allo studio dell’RNA: caratteristiche chimiche e strutturali, struttura e funzione di tRNA, rRNA, pre-mRNA, mRNA, snRNA e snoRNA, non coding RNA. Saranno analizzati i processi di capping e poliadenilazione dell’mRNA e il loro ruolo regolativo.

Si studierà inoltre la struttura della cromatina negli eucarioti, dai nucleosomi ai livelli superiori di organizzazione, includendo le modificazioni istoniche e i loro effetti regolativi, e il rimodellamento della cromatina a livello dei promotori.

La sezione successiva sarà dedicata allo splicing dell’RNA, con approfondimenti su:

• ruolo degli snRNA;
• interazioni RNA/RNA e modificazioni strutturali nello spliceosoma attivo;
• interazioni proteina/proteina (con attenzione alle proteine SR);
• splicing alternativo e auto-splicing;
• trasporto dell’mRNA;
• ribozimi;
• sintesi e funzione regolativa dei miRNA.

La biosintesi proteica sarà trattata a partire dai principi generali: struttura e funzione del ribosoma, confronto tra i sistemi procariotici ed eucariotici, meccanismi di inizio, allungamento e terminazione della traduzione.

Il corso si concluderà con l’introduzione alle principali tecniche di Biologia Molecolare:

• purificazione e quantificazione degli acidi nucleici;
• PCR e RT-PCR;
• Southern e Northern blot;
• tecniche di clonaggio di base;
• utilizzo dei geni reporter;
• metodi per l’analisi della localizzazione delle proteine nel genoma.
• Tecniche di genome editing